1、第一章 机械原理课程设计的目的和任务1课程设计的目的：机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的理论知识、培养学生独立解决机械设计中的实际问题的能力，使学生对于机构的综合以及运动学和动力学分析有一个较完整的概念；并进一步提高学生的计算、绘图和计算机辅助设计的能力。2课程设计的任务：1)导杆机构运动分析作机构运动分析简图，并作机构两位置的速度，加速度多边形图以及刨头的运动曲线2）导杆机构的动态机构分析按给定的位置，求各运动副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩。第二章 机械原理课程设计的方法：我们这次课程设计用了两种设计的方法。1.图解法根据“机械原理课程设计指导书”中的题目和数据：按指导
2、教师指定的题号，查出有关参数设计出牛头刨床的各杆尺寸。在 1 号图纸中心偏上一些按指导教师指定的三个位置按比例画机构位置图（包括左右极限位置），并将给定的三个位置中的一个一般位置画成机构简图。在同组同学中收集数据在 1 号图纸左上侧绘制刀头位移曲线图。用图解法进行机构的运动分析。在上述 1 号图纸左下侧作速度和加速度多边形。在同组同学中收集数据作刀头的速度和加速度曲线图。用图解法进行机构的动态静力分析。在 1 号图纸右侧画示力体和力多边形，绘制平衡力矩曲线。特殊位置不作2.解析法指导教师讲授用解析法上机进行设计的有关内容，如 1.齿轮设计、凸轮设计、杆机构设计、运动分析、动态静力分析等.按要求
3、编程上机：完善用解析法进行的齿轮机构、凸轮机构、杆机构设计、运动分析、动态静力分析程序的编写，并用此结果与图解法的结果进行比较，分析误差，进行修正。为达到简便易懂的去学习课程设计，我们主要使用图解法去解决问题，通过这次设计，我们了解了图解法，并能利用图解法去解决问题。 第三章 机械原理课程设计的基本要求1作机构的运动简图，再作机构两个位置的速度，加速度图。列矢量运动方程2作机构两位置之一的动态静力分析，列力矢量方程，再作力的矢量图3用描点法作机构的位移，速度，加速度与时间的曲线第四章 机械原理课程的已知条件设计数据：设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析 符号n2lo2o4lo2Alo4
4、BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4单位r/minmmNmmKgm2方案603801105400.25lo4B0.5lo4B240502007007000801.164350905800.31lo4B0.51lo4B200502208009000801.272430110810036lo4Blo4B1804022062080001001.2图1 切削阻力曲线第五章 选择设计方案1作机构的运动简图： 图2机构运动简图2选择设计方案：设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的静力分析 符号n2lo2o4lo2Alo4BlBClo4s4xs6ys6G4G6PypJs4单位r/minmmNmm
5、Kgm2方案64350905800.3lo4B0.5lo4B200502208009000801.2方案特点：1、结构简单，制造方便，能承受较大的载荷；2、具有急回作用，可满足任意行程速比系数K的要求；3、滑块行程可以根据杆长任意调整；4、机构传动角恒为90度，传动性能好；5、工作行程中，刨刀速度较慢，变化平缓符合切削要求；6、机构运动链较长，传动间隙较大；7、中间移动副实现较难。第六章 机构运动分析1、曲柄位置“4”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“4”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于2lO2A，方向垂直于O2 A线，
6、指向与2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.7rad/sA3=A2=2lO2A=6.70.09m/s=0.603m/s（O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4A取速度极点P，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm ,作速度多边形如图3 图34位置速度多边形则由图3知， A4=v=118.50.005 =0.5925m/s A4A3=v=220.005 =0.11 m/s由速度影像定理求得，B5=B4=A4O4B/ O4A=0.7882m/s又 4=A4/ lO4A=1.359rad/s取5构件作为研究对
7、象，列速度矢量方程，得 C5=B5+C5B5大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度极点P，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm, 作速度多边行如图3。则由图3知， C5= v=157.80.005 =0.789m/s C5B5=v=80.005=0.04m/s CB=C5B5/lCB=0.04/0.174 rad/s=0.23rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“4”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.7rad/s, =22LO2A=6.720.09 m/s2=4.04m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速
8、度矢量方程得： aA4 = + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3r大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ？ BA O4B AO2 O4B O4B 取5构件为研究对象,列加速度矢量方程,得ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5大小 ? ?方向 XX CB BC取加速度极点为P,加速度比例尺a=0.02（m/s2）/mm,作加速度多边形如图4所示.图44位置加速度多边形则由图4知, aA4= aA3 =pa4a=480.02m/s=0.96m/s2,4= aA4 / LO4A=2.2 rad/s2用加速度影象法求得aB5 = aB4 = a A4 l
9、O4B/lO4A =0.96580/436 m/s2 =1.28 m/s2又ac5B5n=bca =0.460.02 ms2=0.0092ms22位置2（10点）速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度土，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与2一致。 2=2n2/60 rad/s=6.690rad/sA3=A2=2lO2A=6.6900.11m/s=0.602m/s（O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得 A4=A3+A4A3大小 ? ?方向 O4A O2A O4
10、B取速度极点P，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm ,作速度多边形如图5图510位置速度多边形则由图5知， A4=v=58.50.01m/s=0.585m/s A4A3=v=150.01m/s=0.15m/s用速度影响法求得，B=B4=A4O4B/O4A=0.585580/260m/s=1.305m/s又 4=A4/ lO4A=0.585/0.260 rad/s=0.225 rad/s取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得 C=B+CB大小 ? ?方向 XX O4B BC取速度极点P，速度比例尺v=0.005(m/s)/mm, 作速度多边行如图5。则由图5知， c=lcv=1290.0
11、1m/s=1.29m/s cb=lcbv=120.01m/s=0.12m/s cb=cb/lcb=1.29/0.174 rad/s=7.41rad/s2.加速度分析：取曲柄位置“10”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故=,其大小等于22lO2A,方向由A指向O2。2=6.69rad/s, =22LO2A=6.6920.09 m/s2=4.028m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得： aA4 =aA 4 + aA4= aA3n + aA4A3K + aA4A3v大小: ? 42lO4A ? 24A4 A3 ?方向： ? BA O4B AO2 O4B（向左
12、 O4B（沿导路）取加速度极点为P,加速度比例尺a=0.04（m/s2）/mm,作加速度多边形如图6所示. 图610位置加速度多边形则由图6知, aA4=a4a4a=590.04m/s=2.36m/s2,4= aA4/ LO4A= 2.36/0.26 rad/s2=9.07rad/s2aA4A3r=ka4”a =1100.04 m/s2 =4.4 m/s2aA4 =Pa4a =630.04 m/s2 =2.52m/s2用加速度影象法求得aB5 = aB4 =2.52580/260m/s2 =5.62 m/s2又acBn=2lCB=0.60220.174 ms2=0.070 ms2取5构件为研
13、究对象,列加速度矢量方程,得ac= aB+ acBn+ a cB大小 ? ?方向 XX CB BC其加速度多边形如图6所示,有aCB= CCa =290.04 ms2 =1.18ms2ac =p ca =1160.04 ms2= 4.64 ms2/ = a CB/CB = 1.180.174 rad/s2=6.78 rad/s2第七章 机构动态静力分析1取第一位置作动态静力分析：取“4”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图7所示，=4mm/mm。 图75、6构件运动静力分析已知P=9000，G6=800N，又ac=360.02m/s2=0.72,那么我们可以计算FS6=
14、G6/gac =800/9.80.72=58.8N 又F=P+G6+FS6+Fp45+FR16=0，作为多边行如图1-7所示，N=50N/mm。图85、6构件力多边行由图8力多边形可得： Fp45=G6Fp45N=18150N=9050N FR16= FP45 FR16N=450N=200N在图8中，对c点取距，有 MC=PyP-G6XS6+ FR16x+FS6yS6=0代入数据得x=2.8147m 分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图9所示， L=4mm/mm。 已知： FP45=FR45=9050N，G4=200NaS4=aA4 lO4S4/lO4A=0.96290/436m/s
15、2=0.65m/s2 , S4=2.2rad/s2 由此可得： FS4=G4/gaS4 =200/9.80.65N=14.59N MS4=JS4S4=1.22.2Nm=2.64Nm 在图9中，对O4点取矩得： MA=-FR54lO4B-MS4-FS4l S4 O4-G4sin4。lS4 O4+FR23l O4A=0代入数据：-90500.578-2.64-14.590.29-220sin4。0.29+ FR230.436=0计算得FR23=12021.3N 图93,4构件运动静力分析 由h1=MS/FS4=2.64/ FS4代入数据， FS4= FS4=MS/ h1 =2.64/ h1=14.
16、59得h1=189.6mm 又 F=FR45+FR32+FS4+G4+FR14n+FR14=0,作力的多边形如图1-9所示，N=50N/mm。 图103、4构件力多边形由图10可得：没算呢 FR14n=aFO4nN=750N=350N FR14=6550=3250 N 对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图11所示，L=2m/mm。 由图11可知，图11曲柄2运动静力分析h2=54mm,则，对曲柄列平行方程有，MO2=M2-FR23h2=0 即M-12021.34510-3=0， 即M=540.96 NM 第八章 求刨头的位移，速度和加速度曲线。图12位移，速度和加速度曲线参考文献1、机械原
17、理/孙恒，陈作模主编第六版北京20012、理论力学/哈尔滨工业大学理论力学研究室编第六版北京2002.83、机械原理课程设计指导书/罗洪田主编北京1986.104、机械原理与课程设计 上册/张策主编北京2004.9总结我希望能通过这次课程设计对自己的一年的机械原理学习做出总结，同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的学习生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足。首先是自己的心态问题,轻视这次课程设计，以为可以像以前一样轻轻松松地通过,这次由于学校要接受教学评估，全校上下都在齐心协力准备这事情，而恰恰检查的就是我们这一届，所以就比较严格。所以从这次设计也可以看出一些问题应该保持认真的态度,坚持冷静独立的解决问题。认真学好基本知识,扎实自己的基本知识，使面对问题时不会遇到很多挫折,从而打击自己的信心,结果使自己很浮躁，越来越不想搞这设计，故应该好好学习基本知识，一步一步的来，不要急功近利！总的说来，虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩，但同时也存在一定的不足和缺陷，我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真，以冷静沉着的心态去办好每一件事情!15
